电化学能源转换和存储是可持续新能源研究领域的核心技术,高性能催化剂的设计和构筑则是改善电化学能源转换效率的关键。金属基纳米材料的优异本征催化特性使其成为近年来电化学领域的研究热点。通过对金属基纳米材料合理设计,调控本征催化活性和活性位点数目以获得高性能电催化剂,可以大大推动燃料电池和电化学分解水等电化学技术的发展。本论文通过金属基纳米材料的结构调控、成分调控、电子态调控等可控制备方法,显著改善小分子醇氧化和分解水析氢等电催化反应性能。主要内容分为以下几个部分:(1)通过调节反应体系过饱和度,实现Au@Pd核壳纳米棒表面形貌由(111)面岛状结构向(100)面保形结构可控转变。测试表明,产物核壳纳米棒与电催化乙醇氧化性质间呈现明显“结构-性能”依赖关系;(2)通过一步溶剂热法制备成分可调“之”字形Pt-Zn合金纳米线。合金化配体效应诱导的应力、电子结构调控使d轨道中心远离费米能级,从而减弱催化剂对反应中间毒化物种的吸附强度,提升其对甲醇/乙醇氧化的活性和稳定性;(3)发展一种Zn2+诱导作用制备多枝状Pt基纳米材料的新方法,成功合成一系列Pt基纳米多枝合金,包括Pt-Zn、Ni、Co、Fe。多枝结构能暴露更多活性位点提升原子利用率,增强碱性电化学析氢性能;(4)利用空间限域策略制备一种金属磷化物异质结构。Co Mn P/无定形碳交联结构能提供更大活性面积,调控金属活性位点电子结构、优化中间物吸附能,其碱性电化学析氢性能可媲美商业Pt/C。